科学家首次观察到罕见的四螺旋DNA

两根细链以螺旋状缠绕在一起:DNA分子的标志性形状,堪称是科学界的图腾(大概唯一能与之媲美的科学logo就是那个电子绕原子核旋转的设计图吧)。但有时,形成罕见的四螺旋DNA,这种奇怪结构可能要对癌症等疾病承担责任。

人类对四链DNA(称为G-四链体)的了解并不多,但是现在,科学家们已经开发出检测这些奇异分子并在活细胞中的观察它们的新方法。

在1月8日发表在《自然通讯》上的一项新研究中,科研人员展示了某些蛋白质会如何导致G-四链体解体。将来,他们的工作可能会启发新型药物的出现——捕捉并破坏四螺旋DNA。如当G-DNA促进癌性肿瘤生长时,药物就会介入。

伦敦帝国学院化学系的研究作者Ben Lewis在声明中说:“越来越多的证据表明,G-四链体在生命和至关重要生理过程中起着重要作用。” 。

声明指出,一般而言,G-四链体在癌细胞中的生长速度要比健康细胞高得多。

各种研究已经将四链DNA的存在与癌细胞的快速分裂联系在一起,这一过程导致肿瘤生长。因此科学家推测,用药物靶向怪异的DNA可以减慢或阻止这种无节制的细胞分裂。已有一些研究支持了这个想法。

刘易斯说:“但是,缺失的环节是直接在活细胞中对这种结构进行成像。”换句话说,科学家需要一种更好的方法来观察这些DNA分子的作用。

新的研究开始填补那些缺失。

根据《发现杂志》(Discover Magazine),当双链DNA分子自身折叠时,或者当多个DNA链在一个被称为鸟嘌呤的单一核酸上连接到一起时,就会形成G-四链体。

为了在细胞中发现这种DNA,研究团队使用了名为DAOTA-M2的化学物质,当它与G-四链体结合时会发出荧光。研究小组不仅跟踪了随DNA分子浓度而变化的光亮度,还记录了发光时间。

他们使用这些方法鉴别出两种解旋酶蛋白质,它们可以解开四链DNA的链并迅速启动将其分解的过程。

他们还确定了与DNA结合的其他分子,可以帮助未来的科学家设计与DNA结合的药物。

Imperial药物无机化学教授Ramon Vilar在声明中说:“对于靶向G四联体结合分子作为治疗癌症等潜在药物的潜力,我们很感兴趣。我们的方法将有助于增进分子化学层面上的理解。”

原文:https://www.sciencealert.com/rare-4-stranded-dna-has-been-observed-in-action-for-the-first-time

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